Guía de Selección y Técnica para Circuitos Integrados de Fuente de Alimentación Aislada

^{4 de septiembre de 2025 Noticias con la aceleración de la Industria 4.0 y la inteligencia automotriz, la demanda de soluciones de energía aisladas de alto rendimiento continúa creciendo.El controlador de transformador de bajo ruido SN6505BDBVR de Texas Instruments se está convirtiendo en un foco de la industria debido a su rendimiento de potencia aislado excepcionalEl chip ofrece hasta 1A de capacidad de accionamiento de salida, admite un amplio rango de voltaje de entrada de 2,25V a 5,5V y permite múltiples voltajes de salida aislados a través de transformadores externos,lo que lo hace perfectamente adecuado para diversos entornos de aplicación industrial exigentes.}

^{El SN6505BDBVR es un controlador de transformador push-pull de bajo ruido y bajo EMI diseñado para fuentes de alimentación compactas aisladas.Sus características de ruido y EMI ultrabajos se logran a través de una tasa de ejecución controlada de la tecnología de voltaje de conmutación de salida y reloj de espectro de difusión (SSC)Con un rango de temperatura de funcionamiento de -55°C a 125°C, se adapta a entornos adversos.El dispositivo también cuenta con la funcionalidad de arranque suave para reducir eficazmente la corriente de entrada y evitar las corrientes de sobretensiones durante el encendido con grandes condensadores de carga.}

^{1.El SN6505BDBVR demuestra una excelente regulación de la carga en condiciones de entrada de 5 V, manteniendo un voltaje de salida estable en un amplio rango de carga de 25 mA a 925 mA,garantizar el funcionamiento fiable de la fuente de alimentación aislada.}

^{2.El dispositivo alcanza una eficiencia máxima superior al 80% en el rango de carga de 300-600 mA. Esta conversión de alta eficiencia reduce significativamente el consumo de energía del sistema y los requisitos de gestión térmica,proporcionando ventajas para los diseños de productos finales compactos.}

^{1.Alimentación y activación: admite un amplio rango de voltaje de entrada de 2,25V a 5,5V. Control de arranque/parada a través del pin EN, con corriente de apagado inferior a 1μA.}

^{2.Oscilación y modulación: Oscilador de 420 kHz incorporado con tecnología de reloj de espectro extendido (SSC) integrada, que reduce eficazmente las interferencias electromagnéticas (EMI).}

^{3. Salida de energía: Utiliza dos 1A N-MOSFET en una configuración push-pull para conducir directamente el devanado primario del transformador.}

^{4Protección integral: proporciona protección contra sobrecorriente de 1.7A, bloqueo de bajo voltaje y apagado térmico a 150 °C para garantizar la seguridad del sistema.}

^{5Control de arranque suave: circuitos integrados de arranque suave y control de velocidad para suprimir la corriente de entrada y optimizar el rendimiento EMI.}

^{Flujo de trabajo básico}

• ^{El voltaje de entrada se suministra a través de VCC, y el chip se activa después de que el pin EN se establece en alto.}
• ^{El oscilador (OSC) genera un reloj de alta frecuencia, que se transmite a la lógica de accionamiento después de la modulación del espectro de difusión (SSC).}
• ^{El circuito de accionamiento controla la conducción alterna de dos MOSFET (operación de empuje-tirón), generando una señal de CA en el transformador primario.}
• ^{El transformador secundario emite un voltaje aislado, que se rectifica y filtra para alimentar la carga.}
• ^{El circuito de protección monitoriza continuamente la corriente y la temperatura, apagando inmediatamente la salida en caso de anomalías.}

^{Escenarios de aplicación}

^{Arquitectura del circuito central}

^{El circuito de aplicación típico del SN6505BDBVR se muestra en la figura. Adopta una topología push-pull para lograr la conversión DC-AC, entregando una potencia de salida aislada a través de un transformador.El diseño consiste principalmente en los siguientes componentes::}

^{1.Poder de entrada: admite una entrada de 3.3V/5V DC (rango 2.25V-5.5V), filtrada con un condensador electrolítico de 10μF en paralelo con un condensador cerámico de 0,1μF.}

^{2.Corazón de accionamiento: Activa el transformador primario a través de los pines D1 y D2, proporcionando una capacidad de salida de 1A con una frecuencia de conmutación de 420 kHz.}

^{3.Rectificación y filtrado: utiliza un diodo Schottky MBR0520L para la rectificación, combinado con una red LC para un filtrado eficiente.}

^{4. Salida regulada: integra opcionalmente un TPS76350 LDO para una regulación precisa del voltaje, logrando una precisión de salida del ±3%.}

^{Análisis del módulo de circuito clave}

^{1.Filtro de potencia de entrada:}

^{El pin VCC requiere un condensador electrolítico de 10μF (filtración de baja frecuencia) y un condensador cerámico de 100nF (filtración de alta frecuencia), colocados lo más cerca posible de los pines del chip.}

^{2- El motor del transformador:}

^{El conducto OUT1 y el conducto OUT2 conducen alternativamente con una diferencia de fase de 180 grados para conducir el devanado primario del transformador.}

^{Frecuencia de conmutación: 420 kHz para SN6505B, 350 kHz para SN6505A.}

^{3Circuito de rectificación:}

^{Utiliza una topología de rectificación de onda completa con dos diodos Schottky (MBR0520L).}

^{Requisitos de selección del diodo: Características de recuperación rápida y baja caída de voltaje hacia adelante.}

^{4. Filtración de salida:}

^{Red de filtración LC, con condensadores recomendados de tipo ESR bajo.}

^{Ronda de salida: por lo general < 50 mV.}

^{Directrices de diseño y selección de componentes}
 

^{Especificaciones del transformador:}

^{Tipo: transformador centrado}

^{Relación de giros: Calculada en función de los requisitos de entrada/salida (por ejemplo, 1:1.2 para la conversión de 5 V a 6 V)}

^{Corriente de saturación: > 1,5A}

^{Modelos recomendados: Würth 750315240 o la serie CT05 de Coilcraft}

^{Consideraciones de diseño de aplicaciones}

^{1Recomendaciones de diseño:}

^{Colocar los condensadores de entrada lo más cerca posible de los pines VCC y GND.}

^{Mantenga las pistas desde el transformador hasta OUT1/OUT2 cortas y anchas.}

^{Mantenga la integridad del plano de tierra.}

^{2. Manejo térmico:}

^{Asegurar que la temperatura ambiente se mantiene por debajo de 85 °C durante el funcionamiento continuo a plena carga.}

^{Si es necesario, añadir papel de cobre para disipar el calor.}

^{3Optimización.EMI:}

^{Utilice la función de reloj de espectro extendido (SSC) integrada en el chip.}

^{Añadir adecuadamente los circuitos de deslizamiento RC.}

^{Izquierda: Diagrama de bloques de módulos}

^{El diagrama ilustra los módulos funcionales centrales y el flujo de señal dentro del chip SN6505. Las funciones de cada sección son las siguientes:}

^{1.OSC (Oscilador): Genera la señal de oscilación original (frecuencia foscfosc ), sirviendo como la "fuente de reloj" para todo el circuito.}

^{2. Divididor de frecuencia: Divide la señal de salida del oscilador para generar dos señales complementarias (etiquetadas S ̅S y SS), proporcionando el tiempo fundamental para la lógica de control posterior.}

^{3.Transistores de salida (Q1Q1, Q2Q2 ): controlados por G1G1 y G2G2 para lograr una "conducción/corte alternada", que finalmente emite señales de D1D1 y D2D2.
4.Power and Ground (VCCVCC, GND): Proporcionar potencia de funcionamiento y tierra de referencia para el chip.}

^{Derecho: Diagrama de tiempo de salida}

^{El gráfico de la derecha utiliza el tiempo como eje horizontal para mostrar los estados de conducción/corte de Q1Q1 y Q2Q2 a lo largo del tiempo.}

^{1En el diagrama de tiempo, las formas de onda azules y rojas corresponden a las señales de control (o estados de conducción) de Q1Q1 y Q2Q2 respectivamente.}

^{2.La observación a lo largo del eje de tiempo revela que Q2Q2 solo se enciende ("Q2Q2 on") después de que Q1Q1 esté completamente apagado ("Q1Q1 off"); de manera similar, Q1Q1 solo se enciende después de que Q2Q2 esté completamente apagado.}

^{3Esta secuencia de tiempo de "romper uno antes de hacer el otro" es una manifestación directa del principio "romper antes de hacer",prevención efectiva de fallos causados por la conducción simultánea de ambos transistores.}

^{SN6505BDBVR establece un nuevo punto de referencia para el diseño de fuentes de alimentación aisladas industriales con su alta frecuencia de conmutación de 420 kHz, más del 80% de eficiencia de conversión y un excelente rendimiento EMI.Su paquete compacto SOT-23 y sus características altamente integradas simplifican significativamente el diseño de circuitos periféricos al tiempo que mejoran sustancialmente la confiabilidad del sistema y la densidad de energíaLa demanda de fuentes de alimentación aisladas eficientes y miniaturizadas seguirá creciendo.}

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